DE1270166B - Vielpoliger Synchronkleinstmotor - Google Patents

Description

• Vielpoliger Synchronkleinstmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen vielpoligen Synchronkleinstmotor mit Ständerhauptpolzacken und durch Kurzschlußelemente belasteten Ständernebenpolzacken, welche von den Hauptpolzacken gesondert angeordnet sind. Der Läufer des Motors weist einen axial magnetisierten, mit Polblechen versehenen Däuermagnetkern auf, und die einzelnen Läuferpole bestehen jeweils aus zwei Polzacken, von denen der eine nur in den Wirkungsbereich der Ständerhauptpolzacken und der andere nur in den der Ständernebenpolzacken hineinragt.
• Um bei Synchronkleinstmotoren mit Einphasenerregung ein Drehfeld zu erzielen, werden die Ständernebenpolzacken durch die Kurzschlußelemente belastet, so daß der durch sie tretende Magnetfuß gegenüber dem Magnetfluß der Hauptpolzacken zeitlich phasenverschoben ist. Innerhalb von 180 elektrischen Graden sind also zwei Polzacken angeordnet, nämlich ein Hauptpol und ein belasteter Nebenpol. Ordnet man die Hauptpole und die Nebenpole in regelmäßiger Aufeinanderfolge an, beispielsweise auf der Mantelfläche eines Zylinders, so ist der hierbei erzielte Magnetfluß nur gering, da die Querschnitte der Polzacken wegen des beschränkten Raums sehr niedrig gehalten werden müssen, wenn alle Pole untergebracht werden sollen. Man ist daher dazu übergegangen, die Hauptpolzacken und die Nebenpolzacken nicht nebeneinander anzuordnen, sondern in verschiedenen Teilen des Ständergehäuses.
• Es ist eine Ausführungsform bekanntgeworden, bei welcher die Hauptpolzacken einerseits und die Ständerpolzacken andererseits auf konzentrischen, gleich großen Zylinderflächen angeordnet werden, die gegeneinander axial verschoben sind. Um sämtliche Ständerpolzacken von dem Dauermagnetläufer magnetisch beaufschlagen zu können, wird bei dieser bekannten Anordnung ein Läufer verwendet, dessen Pole mit je zwei Zacken versehen sind. Ein dauermagnetischer, axial magnetisierter Kern trägt an beiden Enden je zwei Polbleche, von denen eines die mit den Ständerhauptpolzacken zusammenarbeitenden Läuferpolzacken, das andere die mit den Ständernebenpolzacken zusammenwirkenden Läuferpolzacken trägt.
• Diese bekannte Anordnung hat zwei wesentliche Nachteile. Zunächst sind zwei unterschiedliche Erregerspulen für die beiden Ständerpolzackenkäfige erforderlich, da der Außendurchmesser des Nebenpolkäfigs durch die Kurzschlußelemente gegenüber dem Außendurchmesser des Hauptpolkäfigs vergrößert ist und dementsprechend die Bohrungsdurchmesser der beiden Erregerspulen unterschiedlich sein müssen. Weiterhin ist der Läufer kompliziert gebaut, da die Polzacken der verschiedenen Läuferbleche einander kreuzen müssen, um in den Bereich der entsprechenden Ständerpolzacken zu gelangen. Dies bringt den weiteren Nachteil mit sich, daß der Streufluß im Läufer sehr hoch ist und daß außerdem die wirksamen Enden der Läuferpolzacken sehr klein ausfallen, woraus eine schlechte Ausnutzung des Ständerflusses für das Drehmoment resultiert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor der eingangs beschriebenen Art in seinem konstruktiven Aufbau zu vereinfachen. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kurzschlußelemente und die dieselben durchdringenden Nebenpolzacken nach Ständerpolarität getrennt zu beiden Seiten des Läufers angeordnet sind. Durch die Erfindung wird die Bauart des Motors so vereinfacht, daß zur Erregung beider Ständerpolkäfige nur eine einzige Spule erforderlich ist. Die Läuferpolzacken werden nicht gekreuzt, sondern gehen direkt vom Läuferpolblech in den Bereich der Ständerpolzacken. Der wirksame Teil der Läuferpolzacken fällt dadurch erheblich größer als bei der bekannten Bauform aus. Unter Beibehaltung der vorteilhaften Bauform mit kleinen Abmessungen und hohem Drehmoment ergibt sich somit durch die Erfindung für den Motor ein kompakter, symmetrischer Aufbau und wegen der gemeinsamen einzigen Erregerspule gegenüber dem bekannten Motor eine Verbilligung.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
• F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch die Hälfte eines Motors nach der Erfindung wobei die andere Hälfte symmetrisch dazu aufgebaut ist; in F i g. 2 ist ein Schnitt durch F i g. 1 längs der Linie II-11 wiedergegeben, wobei der Läufer der Übersichtlichkeit halber fortgelassen ist, und in F i g. 3 ist eine Ansicht des Läufers dargestellt. Mit 1 und 2 sind die Ständerbleche der beiden Polaritäten bezeichnet, aus welchen Nebenpolzacken 5 und 6 herausgebogen sind. Die Hauptpol zacken 3 und 4 sind aus Schalen herausgebogen, welche in die Ständerbleche 1 und 2 eingesetzt und mit diesen magnetisch verbunden sind. Die Nebenpolzacken durchdringen die Kurzschlußelemente 7 und 8, so daß der Nebenpolfluß infolge der Belastung durch die Kurzschlußelemente gegenüber dem Hauptpolfluß in der,-Phase verschoben ist. Die gemeinsame Erregerspule ist mit 9 bezeichnet. In den Lagern 10 und 11, welche im Ständer des Motors befestigt sind, ist die Welle 12 gelagert, welche den Läufer 13 trägt. Der Läufer besteht aus einem entsprechend der Bezeichnung NS magnetisierten Dauermagnetkem 14 mit an den Stirnflächen angesetzten, die Läuferpolzacken tragenden Polblechen 15,16,17 und 18. Auf jeder Seite des Dauermagnetkerns 14 sind zwei der Polbleche angeordnet. Die Polbleche 16 und 17 verlaufen so, daß ihre Polzacken in den Bereich der Ständerhauptpole 3 und 4 hineinragen, während aus den Polblechen 15 und 18 Polzacken derart abgebogen sind, daß diese in den Bereich der Ständernebenpolzacken 5 und 6 hineinragen. Gemäß der Darstellung in F i g. 1 verlaufen die Ständerhauptpolzacken axial, während die Ständernebenpolzacken radial liegen. Durch diese günstige Aufteilung von Ständerhaupt- und Ständernebenpolzacken können auch die Läuferpolzacken so günstig angeordnet werden, daß der Querschnitt sowohl der Ständer- als auch der Läuferpole relativ groß gehalten werden kann. Das Drehmoment des Motors ist entsprechend den großen Querschnitten der Pole am Luftspalt für einen Motor der niedrigen baulichen Abmessungen sehr hoch. Der Aufwand -für die Erregung wird dadurch niedrig gehalten, daß für beide Käfige des , Ständers die gemeinsame Erregerspule 9 vorgesehen ist.
• Der Aufbau des Ständers ist so getroffen, daß zwischen zwei Hauptpolen der gleichen Polarität, welche um 360° e1 auseinanderliegen, vier andere Polzacken liegen, deren Reihenfolge von der herkömmlichen Anordnung abweicht. Es erfolgt nämlich nicht der abwechselnde Einsatz von Haupt- und Nebenpolzacken, sondern es liegen jeweils zwei Hauptpolzacken und zwei Nebenpolzacken verschiedener Polarität nebeneinander. Außerdem liegt die Hauptpolzacke der einen Polarität von der der anderen Polarität nicht um 180° e1, wie bei herkömmlichen Ausführungen, sondern um einen geringeren bzw. größeren Winkel entfernt. Die beiden Polreihen sind also nicht symmetrisch zueinander angeordnet. Der besondere Vorteil der genannten Polfolge besteht darin, daß der Motor eine eindeutige Anlaufrichtung hat.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Vielpoliger Synchronkleinstmotor mit Ständerhauptpolzacken und durch Kurzschlußelemente belasteten, von den Hauptpolzacken gesondert angeordneten Ständernebenpolzacken, bei welchem der Läufer einen axial magnetisierten mit Polblechen versehenen Dauermagnetkern aufweist und bei welchem die Läuferpole aus jeweils zwei Polzacken bestehen, von denen der eine nur in. den Wirkungsbereich der Ständerhauptpolzacken und der andere nur in den der Ständernebenpolzacken hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußelemente (7, 8) und die dieselben durchdringenden Nebenpolzacken (5, 6) nach Ständerpolarität getrennt zu beiden Seiten des Läufers (13) angeordnet sind.
2. 2. Motor nach Anspruch 1, bei dem das Ständergehäuse in axialer Richtung in zwei ähnliche Hälften unterteilt ist, aus denen die die Kurzschlußelemente durchdringenden Ständernebenpolzacken ausgeschnitten sind, bei dem ferner die Ständerhauptpolzacken und die diesen zugeordneten Läuferpolzacken mit ihren wirksamen Enden axial verlaufen und bei dem die Ständerhauptpolzacken aus Schalen ausgeschnitten sind, welche in die Ständerhälften eingesetzt und mit diesen magnetisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständernebenpolzacken (5, 6) und die diesen zugeordneten Läuferpolzacken (15, 18) mit ihren wirksamen Enden radial verlaufen.
3. 3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer in Polbogen von 360° unterteilt ist, welche durch Hauptpolzacken der einen Polarität begrenzt sind und daß innerhalb dieses Bogens die nachstehend angegebene Polfolge vorgesehen ist: Hauptpol der einen Polarität (3), Nebenpol der einen Polarität (5), Nebenpol der Gegenpolarität (6), Hauptpol der Gegenpolarität (4).' In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 615 045; deutsche Auslegeschrift Nr. 1092113; schweizerische Patentschriften Nr. 220 839, 247 533, 263118, 316 517; britische Patentschrift Nr. 558 022; »ETZ-B«, Bd. 9 (1957), S. 34. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1102 268.